Дипломная работа: Производство сульфаминовой кислоты марки А мощностью 500 тонн

Остановку барабанной сушилки осуществляют при срабатывании всей влажной пасты и полной выгрузки продукта из барабана путем перекрытия подачи пара на калорифер. После выключают шнек подачи пасты, останавливают сушильный барабан и выключают вентилятор поз. 14. Проводят чистку циклона. Готовый продукт упаковывают в тару, анализируют на соответствие ТУ и отправляют на склад.

Отгрузка готовой продукции в тару

Перед выгрузкой готовой продукции в тару убеждаются визуально в наличии готовой продукции в сушильном барабане поз. 8 не менее 10% от объема сушильного барабана. Для усреднения готовой продукции подсыпают остатки в сушильный барабан поз. 8 к вновь нарабатываемой продукции. Продукт с помощью ленты перемещается слоями к бункеру подачи готовой продукции. После чего отбирают пробу на анализ готового продукта.

При положительном результате анализа сульфаминовая кислота марки А сорт первый выгружается из смесителя и далее с помощью шнека в станцию затаривания, затем ссыпается через выгрузной патрубок станции затаривания в тару.

При отрицательном результате продукт возвращают в сушильный барабан поз. 21 к вновь нарабатываемой продукции. После чего повторно отбирают пробу на анализ. При достижении требуемого качества готовый продукт выгружают в тару.

3.3 Материальные расчеты [16]

Краткий материальный расчет

Краткий материальный баланс по основному продукту в производстве сульфаминовой кислоты мощностью 500 т/3 месяца готового продукта. Материальный расчет выполнен на суточную производительность.

Количество дней работы оборудования: 90 дней.

Выходы по стадиям: сульфирование - 88%, выделение - 99,10%, фильтрование и промывка - 99,20%, сушка - 99,60%. Общий выход по производству: 0,8800 0,9910 0,9920 0,9960 = 0,8616 или 86,16%.

Суточная мощность производства:

G_сут = = 5555,56 кг/сут

Количество 100%-го карбамида, необходимого для обеспечения заданной производительности с учетом общего выхода:

NH₂CONH₂ NH₂SO₃H

М = 60,06 М=97,10

60,06--------297,100,8616

X----------5555,56

X = = 1994,15 кг

Расчет по стадиям

1. Сульфирование карбамида

NH₂CONH₂ NH₂SO₃H

М=60,06 М=97,10

60,06--------297,100,88

1994,15 ---------- X

X = = 5674,19 кг

2. Выделение сульфаминовой кислоты марки А

5674,19 0,991 = 5623,12 кг

3. Фильтрование и промывка сульфаминовой кислоты марки А

5623,12 0,992 = 5578,13 кг

4. Сушка сульфаминовой кислоты марки А

5578,13 0,996 = 5555,56 кг

Полный материальный баланс

1. Сульфирование карбамида

а) Количество загружаемых компонентов

1. Количество технического карбамида

кг, где - необходимое количество 100%-го карбамида (из краткого материального баланса); 0,99 - массовая доля карбамида в техническом продукте.

Количество воды и примесей в техническом карбамиде:

2014,29-1994,15 = 20,14. По регламентным данным, 60% от данного количества составляет вода, 40% - примеси. Тогда:

20,14--------100%

X ------------60%

X = = 12,086 кг - количество воды в техническом карбамиде

20,14 - 12,086 = 8,054 кг - количество примесей в техническом карбамиде

2. Количество технического олеума

По регламентным данным на 2178,00 кг 100%-го карбамида загружают 3120,00 кг 100% -го олеума в виде 24%-ой смеси с серной кислотой

2178,00--------3120,00

1994,15----------X

X = = 2856,63 кг

кг - количество технического олеума, в том числе серной кислоты - 2856,63 = 9046,01 кг

б) Расчет состава реакционной массы

NH₂CONH₂ + SO₃ + H₂SO₄ 2NH₂SO₃H + CO₂ (1)

М=60,06 М=80,06 М=98,08 М = 2 97,10 М = 44,01

1. Количество прореагировавшего серного ангидрида

60,06--------80,06

1994,15 ------X

X = = 2658,20 кг

2. Избыток серного ангидрида в сульфомассе

2856,63 - 2658,20 = 198,43 кг

3. Количество прореагировавшей серной кислоты

60,06-------------98,08

1994,15 ---------- X

X = = 3256,51 кг

4. Избыток серной кислоты в сульфомассе

9046,01 - 3256,51 = 5789,50 кг

5. Количество серной кислоты, вступившей в побочные реакции

60,06------------297,10

1994,15 ----------X

X = = 6447,95 кг

6. Количество побочных продуктов в сульфаминовой кислоте

6447,95 - 5674,19 = 773,76 кг

7. Количество образовавшегося диоксида углерода

60,06-------------44,01

1994,15 ---------- X

X = = 1461,25 кг

H₂O + SO₃ H₂SO₄(2)

М=18,02 М=80,06 М=98,08

1. Количество серного ангидрида, потраченного на связывание воды из карбамида

18,02------------80,06

12,086 ---------- X

X = = 53,67 кг

Осталось ангидрида в сульфомассе: 198,43 - 53,67 = 144,73 кг

2. Образовалось серной кислоты по реакции 2

80,06-----------98,08

12,086 ----------X

X = = 14,80 кг

Избыток серной кислоты в сульфомассе после реакции 2

5789,50 + 14,80 = 5804,30 кг

3. По регламентным данным, 10% образовавшегося серного ангидрида остается в сульфомассе (14,473 кг), оставшееся количество поступает в систему улавливания: 144,73 - 14,473 = 130,257 кг.

Таблица 3.3.1

Материальный баланс стадии сульфирования карбамида

2. Выделение сульфаминовой кислоты марки А

Исходные данные для расчетов. Подается сульфомасса сульфаминовой кислоты в количестве 12274,77 кг, в том числе:

Сульфаминовая кислота - 5674,19 кг

Серный ангидрид - 14,473 кг

Серная кислота - 5804,30 кг

Побочные продукты - 773,76 кг

Примеси - 8,054 кг

а) Количество загружаемых компонентов

Расчет состава сульфомассы и фильтрата

1.Количество сульфаминовой кислоты в сульфомассе (в виде кристаллов):

5674,190,991 = 5623,12 кг;

Осталось сульфаминовой кислоты в растворе:

5674,19 - 5623,12 = 51,07 кг.

2. По регламентным данным, на 4789 кг 100% сульфаминовой кислоты загружают 2000 кг воды.

4789,00--------2000

5623,12 ---------- X

X = = 2348,35 кг

3. По регламентным данным, на 4789 кг 100% сульфаминовой кислоты загружают 15490,4 кг фильтрата.

4789,00--------15490,40

5623,12 ---------- X

X = = 18188,43 кг, в том числе:

Сульфаминовая кислота (12,69%)

18188,430,12689 = 2307,93 кг

Серная кислота (10,80%)

18188,430,1080 = 1964,35 кг

Вода (75,90%) 18188,430,7590 = 13805,26 кг

Примеси (0,61%) 18188,430,0061 = 110,71 кг

б) Расчет состава реакционной массы

H₂O + SO₃ H₂SO₄

М=18,02 М = 80,06 М = 98,08

1. Количество прореагировавшей серной кислоты

80,06------------98,08

14,473---------- X0,991

X = = 17,89 кг

2. Количество прореагировавшего серного ангидрида

80,06-----------18,02

14,473----------X0,991

X = = 3,287 кг

3. Количество израсходованного серного ангидрида по реакции:

14,4730,991 = 14,343 кг

4. Количество серного ангидрида, поступившего в систему улавливания:

14,473 - 14,343 = 0,13 кг

5. В процессе выделения получено 32811,51 кг суспензии, в том числе:

Сульфаминовая кислота (в виде кристаллов): 5623,12 кг

Сульфаминовая кислота (в растворе): 51,07 + 23007,93 = 2359 кг

Серная кислота: 5804,30 + 17,89 + 1964,35 =7786,54 кг

Побочные продукты: 773,76 кг

Вода: 13805,02 - 3,287 + 2348,35 = 16150,08 кг

Примеси: 8,054 + 110,95 = 119,004 кг

Таблица 3.3.2

Материальный баланс стадии выделения сульфаминовой кислоты марки А

3. Фильтрование и промывка сульфаминовой кислоты марки А

Исходные данные для расчетов. Подается суспензия сульфаминовой кислоты в количестве 32811,60 кг, в том числе:

Сульфаминовая кислота (в виде кристаллов): 5623,12 кг

Сульфаминовая кислота (в растворе): 2359 кг

Серная кислота: 7786,54 кг

Побочные продукты: 773,76 кг

Вода: 16150,08 кг

Примеси: 119,00 кг

а) Количество загружаемых компонентов

Расчет состава суспензии и фильтрата

1. Количество сульфаминовой кислоты, полученное на нутч-фильтре:

5623,120,992 = 5578,13кг;

Осталось сульфаминовой кислоты в фильтрате:

5623,12 - 5578,13 = 44,99 кг.

2. По регламентным данным, на 7033,60 кг 100% сульфаминовой кислоты загружают 2000 кг 100% хлорида натрия в виде 10%-го раствора.

7033,60--------2000

5578,13---------- X

X = = 1586,14 кг

Количество 10%-го раствора хлорида натрия:

кг, в том числе воды: - 1586,14 = 14,275,26 кг

б) Расчет состава реакционной массы

1. В процессе фильтрации получено 5750,66 кг пасты, которая имеет следующий состав:

Сульфаминовая кислота (97%)

5750,660,97 = 5578,13 кг

Вода (2,97%)

5750,660,0297 = 170,79 кг

Серная кислота (0,03%)

5750,660,0003 = 1,73 кг

2. В процессе фильтрации получено 41336,10 кг фильтрата сульфаминовой кислоты, в том числе:

Сульфаминовая кислота (в виде кристаллов): 44,99 кг

Сульфаминовая кислота (в растворе): 2359 кг

Серная кислота: 7786,54 - 1,73 = 7784,81 кг

Побочные продукты: 773,76 кг

Вода: 16150,08 - 170,79 = 15979,29 кг

Примеси: 119,00 кг

Таблица 3.3.3

Материальный баланс стадии фильтрования и промывки сульфаминовой кислоты марки А

4. Сушка сульфаминовой кислоты марки А

Исходные данные для расчетов. На стадию сушки поступает паста сульфаминовой кислоты в количестве 5750,66 кг, в том числе:

Сульфаминовая кислота: 5578,13 кг

Вода: 170,79 кг

Серная кислота: 1,73 кг

а) Количество загружаемых компонентов

1. Количество сульфаминовой кислоты, полученной на сушилке:

5578,130,996 = 5555,83 кг

Расчет состава пасты

1. По регламентным данным, из 847,5 кг пасты сульфаминовой кислоты на сушилке получают 851,20 кг сульфаминовой кислоты

847,5-----------851,20

5555,83----------X

X = = 5580,10 кг

2. В процессе сушки получено 5580,10 кг пасты, в том числе:

Сульфаминовая кислота (99,5%)

5580,100,995 = 5555,56 кг

Вода (0,46%)

5580,100,0046 = 23,01 кг

Серная кислота (0,04%)

5580,100,0004 = 2,35 кг

3. Количество влаги, выделившееся в процессе сушки:

170,79 0,996 = 170,11 кг

Таблица 3.3.4

Материальный баланс стадии сушки сульфаминовой кислоты марки А первого сорта